[实用新型]一种用于毛细管气相色谱的进样装置

说明书

本实用新型涉及气相色谱技术，特别提供了一种毛细管气相色谱的进样方法及其专用装置。

毛细管气相色谱(CGC)发展已有四十多年的历史，色谱柱、检测器和相关的电气系统都已非常完善，唯独进样器的可靠性仍未达到日常分析所要求的水平。正如柯·格罗伯(K.Grob)所言：“若小汽车的发动机的可靠性都象毛细管色谱进样器那样差，那么现代社会仍将是马车的天下。”

表1对比了目前主要CGC进样技术的特点。分流/不分流进样技术应用最广，其结构简单，操作方便，易自动化，但因采用热进样方式，样品歧视失真明显，定量及重复精度较差。七十年代末期提出的冷柱头进样及程序升温汽化进样对进样器设计作了很大的改进，均采用冷进样方式而有效的减小了沸点歧视效应，改善了进样器的定量准确度，是目前CGC进样器发展的主要方向。但是这两种进样器结构复杂，制作成本高，对操作人员有较高要求。目前，我国在这方面的研究与开发仍是空白，无能力生产这类进样器。

纵观现有进样器，就会发现它们的设计完全受传统观念的束缚一一个单独控温、能使样品汽化且与色谱炉完全独立的部件。实质上，从色谱的基本原理可知，气相色谱进样器的作用就是将汽化了的样品注到分离柱上，同时谱带应尽可能窄，样品歧视效应要小。保留间隔技术的出现已使得样品不必在进样器内汽化。利用溶剂效应和程升技术，液体样品在保留

               表1 GC进样技术的比较

    Injection technique    进样技术    基本特点    Advantage    优点    Disadvantage    缺点    Split injection    分流进样●进样器恒于较高温●样品柱入进样器内，并在进样器内  汽化√适用于沸点小于340℃，浓度  50～100ppm以上的样品，面积的RSD  为0.2～2％；√进样量、分流比调节方便，变化范围  宽；√样品中的不挥发物不污染柱子；√结构简单，操作方便，易自动化；√进样谱带窄×存在样品歧视效应，尤其是对宽沸程、浓度范围宽、  高分子量(＞C₃₂烷烃)及强极性样品；×因要求样品快速蒸发乃导致热不稳定化合物分解、重  排；×浪费样品×不适于稀溶液中痕量分析×进样体积、注射针的深度、溶剂及柱温对样品定量准  确性、重复性影响大    Splitless injection    不分流进样●同上●常用低温捕集柱以获得窄的进样谱  带√进样量较大(0.5～3 μL)，可用于稀溶  液中痕量组分的分析；√结构简单，易自动化× 进样谱带宽，溶剂峰易拖尾，易于轻组分峰重叠；× 轻组分保留时间重复性差；× 定量精度受较多操作条件影响，对高分子量、热不稳  定、低挥发度和宽沸程样品不易准确定量Cold on-column injection    冷柱头进样●进样器初始温度低，进样完毕后程  序升温控制(至少比炉温略高)●样品进入进样器内的柱头，在预柱  内汽化，溶质通过溶剂效应聚集在  分离柱头√定量准确，为所有进样器中定量精度  最高√应用范围广，适用于宽沸程、浓度范  围宽、热不稳定及高沸点样品的分析；√进样量大(～100μL)，溶质起始谱带  窄× 操作不方便，尤其对细内径色谱柱，难以实现自动化；× 需特制细长针，或严格控制进样器温度略高于炉温，  否则高沸点组分易峰展宽、畸变或分裂；× 溶剂纯度高    PTV inection程序升温挥发进样器●进样器初始温度低，进样完毕后弹  道式快速程升至高温(15秒内从50  ℃升400℃)●样品注入进样器，溶剂先汽化流出，  此后溶质快速汽化进样√进样量大(分流几百～几千μL，不分  流30～40μL)，可用于痕量分析；√普通进样针可实现任何类型色谱柱的  进样；√适用于挥发度、极性和浓度范围较宽  的样品分析；√自动化进样保证了高的重复性；√可分析较脏样品；√可直接引入水溶液样(400μL H₂O,  0.5mmi.d.内衬)× 放空溶剂易导致低沸点组分的损失，高沸点组份易残  留在进样器而受损失；× 进样器设计复杂，制作成本高，需低热容以满足快速  升降温，对操作人员要求高；× 不适用于不稳定物质的分析间隔预柱中汽化并在分离柱头聚集，进样谱带窄且样品歧视失真小。冷柱头进样正是采用了保留间隔技术而成为目前定量最准确、可靠性最高的进样技术，也是目前唯一适用于高温气相色谱的进样器。但是，现在的冷柱头进样器设计仍将样品注入于进样器内的柱头，为了避免高沸点组分的残存和峰变形，进样器必须严格控制比炉温略高，从而提高了制作成本。